DE10325777A1

DE10325777A1 - Translucent body containing IR-reflecting particles

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Publication number: DE10325777A1
Application number: DE10325777A
Authority: DE
Inventors: Rob Dr. Eek; Volker Dr. Benz
Original assignee: Makroform GmbH
Current assignee: Covestro Deutschland AG
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-12-23
Also published as: WO2004109346A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen lichtdurchlässigen, lichtstreuenden, IR-reflektierenden Körper von weißlichem Aussehen, enthaltend ein Basismaterial mit hoher Lichtdurchlässigkeit, enthaltend IR-reflektierende Teilchen, sowie dessen Verwendung als wärmedämmendes und sonnenschützendes Bedachungsmaterial, Verfahren zur Herstellung solcher Körper sowie spezielle geeignete Formmassen.The invention relates to a translucent, light-scattering, IR-reflecting body of whitish appearance, containing a base material with high light transmittance, containing IR-reflecting particles, and its use as a heat-insulating and sun-protecting roofing material, process for the production of such bodies and special suitable molding compounds.

Description

Die Erfindung betrifft einen lichtdurchlässigen, lichtstreuenden, IR-reflektierenden Körper von weißlichem Aussehen, enthaltend ein Basismaterial mit hoher Lichtdurchlässigkeit, enthaltend IR-reflektierende Teilchen, sowie dessen Verwendung als wärmedämmendes und sonnenschützendes Bedachungsmaterial, Verfahren zur Herstellung solcher Körper sowie speziell geeignete Formmassen.The The invention relates to a translucent, light-scattering, IR-reflecting body of whitish Appearance containing a base material with high light transmission, containing IR reflecting particles, and its use as a heat insulating and sunscreen Roofing material, process for making such bodies as well specially suitable molding compounds.

Aus der deutschen Patentschrift DE-C 25 44 245 ist eine Tafel der oben beschriebenen An aus Polymethylmethacrylat mit einem Gehalt an lichtreflektierenden, parallel zur Oberfläche ausgerichteten TiO₂ Teilchen bekannt. Ihre Schichtdicke ist so bemessen, dass sie sichtbares Licht weitgehend durchlassen und infrarote Strahlung weitgehend reflektieren. Der bekannte Körper enthält die lichtreflektierenden Teilchen in dem Basismaterial aus Polymethylmethacrylat. Sie werden in das flüssige Methylmethacrylat-Monomer eingebracht, dieses in eine aus parallel angeordneten Glasplatten gebildete Polymerisationskammer eingefüllt und teilweise polymerisiert. Bis zu diesem Zeitpunkt sind die Teilchen auf die untere Glasplatte abgesunken. Durch eine Parallelverschiebung dieser Platte werden die Teilchen parallel zur Oberfläche ausgerichtet und in dieser Stellung bei Fortsetzung der Polymerisation festgehalten. Die Erzeugung der IR-reflektierenden Orientierung durch Parallelverschiebung der Flachkammerwände ist ein schwieriger, nur mit speziellen Vorrichtungen durchführbarer Arbeitsgang. Da sich das polymerisierende Basismaterial in seiner vollen Dicke in einem flüssigen Zustand befindet, bedarf es erheblicher Scherbewegungen, um die Orientierung der IR-reflektierenden Teilchen zu bewirken. Durch diese Behandlungsstufe ist das Herstellungsverfahren aufwendig und teuer.From the German patent DE-C 25 44 245, a table of the type described above made of polymethyl methacrylate with a content of light-reflecting TiO ₂ particles aligned parallel to the surface is known. Their layer thickness is dimensioned such that they largely let visible light through and largely reflect infrared radiation. The known body contains the light-reflecting particles in the base material made of polymethyl methacrylate. They are introduced into the liquid methyl methacrylate monomer, this is poured into a polymerization chamber formed from glass plates arranged in parallel and partially polymerized. Up to this point, the particles have sunk onto the lower glass plate. By parallel displacement of this plate, the particles are aligned parallel to the surface and held in this position as the polymerization continues. The generation of the IR-reflective orientation by parallel displacement of the flat chamber walls is a difficult operation that can only be carried out with special devices. Since the full thickness of the polymerizing base material is in a liquid state, considerable shear movements are required to effect the orientation of the IR-reflecting particles. This treatment stage makes the manufacturing process complex and expensive.

EP-A 340 313 beschreibt sonnenstrahlungsabweisende Überzüge für Schiffe, Tanks, Gebäude und dergl., um Ihre Erwärmung in der Sonne zu vermindern. Die Überzüge enthalten ein Bindemittel, ein Hitze reflektierendes Pigment und gegebenenfalls beliebige Farbpigmente.EP-A 340 313 describes sun-repellent coatings for ships, tanks, buildings and the like to your warming diminish in the sun. The covers included a binder, a heat reflecting pigment and optionally any Color pigments.

Nach EP-A 428 937 werden Polyethylenbahnen für Gewächshäuser durch Streichen oder Spritzen mit einem Überzug versehen, der lichtreflektierende Pigmente in einer Matrix aus einem Lackbindemittel enthält. Da die Pigmentteilchen durch das Auftragsverfahren nicht orientiert werden, haben sie nur eine schattierende Wirkung und ergeben eine unbefriedigende Transmission. Infolge der geringen Haftung üblicher Lackbindemittel an Polyethylen kann die Beschichtung leicht mit einem Wasserstrahl von der beschichteten Bahn abgewaschen werden.To EP-A 428 937 discloses polyethylene sheets for greenhouses by brushing or spraying with a coating provided the light reflecting pigments in a matrix of one Contains paint binder. Because the pigment particles are not oriented by the application process they only have a shading effect and result in one unsatisfactory transmission. Due to the low liability more common Paint binders on polyethylene can easily be coated with be washed off the coated web with a jet of water.

EP-A 548 822 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung enthalten rotreflektierende, ausgerichtete Pigmente zur IR-Reflexion. Zwar kann die Überzugsschicht bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Körper sehr dünn gehalten werden, so dass schon eine geringe Scherbewegung eine starke Orientierung bewirkt. Die Möglichkeiten der Scherbewegung sind vielfältig und können der Eigenart des zu beschichtenden Körpers oder seines Herstellungsverfahrens optimal angepasst werden. So können z. B. eine Beschichtungszone und eine Scherungszone mit in eine Extrusionsstraße integriert werden. Dennoch ist hier ein zusätzlicher Aufwand notwendig, um die Ausrichtung der Teilchen zu bewirken.EP-A 548 822 describes a method for producing a coating contain red reflecting, aligned pigments for IR reflection. Though can the coating layer be kept very thin in the manufacture of the body according to the invention, so that even a slight shear movement creates a strong orientation. The possibilities of Shear movements are varied and can the nature of the body to be coated or its manufacturing process be optimally adjusted. So can z. B. a coating zone and a shear zone with in a extrusion line to get integrated. However, additional effort is necessary here to effect the alignment of the particles.

Alle im Stand der Technik bekannten Verfahren erfordern somit die Ausrichtung der reflektierenden Teilchen innerhalb ihrer Matrix, sei es Beschichtungsmaterial oder Basismaterial. Diese Ausrichtung erfordert jeweils spezielle Auftrags- oder Ausrichtungstechniken, welche das Herstellungsverfahren komplizieren.All Methods known in the prior art therefore require alignment of the reflective particles within their matrix, be it coating material or base material. This alignment requires special ones Application or alignment techniques that complicate the manufacturing process.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, witterungsbeständige IR-reflektierende Körper mit hoher Lichtdurchlässigkeit auf einfache Weise, ohne aufwändige Ausrichtungstechniken, zugänglich zu machen. Insbesondere soll bei hoher IR-Reflexion eine möglichst hohe Transmission (T) im sichtbaren Bereich bei 380–780 nm, aber nur eine begrenzte Gesamtenergiedurchlässigkeit (g) und eine Selektivitätskennzahl, ausgedrückt durch das Verhältnis T/g, über 1,10 erreicht werden.The The present invention is therefore based on the object of weather-resistant IR-reflecting body with high light transmission in a simple way without consuming Alignment techniques, accessible close. In particular, if there is a high IR reflection, the high transmission (T) in the visible range at 380–780 nm, but only a limited total energy permeability (g) and a selectivity index, expressed by The relationship T / g, about 1.10 can be achieved.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe einfach dadurch gelöst wird, dass man rotreflektierende Pigmente einem auf Polycarbonat basierenden Basismaterial in bestimmter Menge zumischt ohne auf spezielle Ausrichtungsmechanismen zu achten und ohne diese Pigmente zuvor derivatisieren zu müssen.Surprisingly it has now been found that this task is solved simply by red reflecting pigments are based on polycarbonate Base material mixed in a certain amount without using special alignment mechanisms to respect and without having to derivatize these pigments beforehand.

Gegenstand der Anmeldung ist daher ein Verfahren zur Herstellung lichtdurchlässiger, IR-reflektierender Körper, enthaltend ein steifes, amorphes Basismaterial aus Polycarbonat, enthaltend IR-reflektierende Teilchen, wobei erfindungsgemäß der lichtdurchlässige, IR-reflektierende Körper eine Transmission im sichtbaren Bereich (T) von 45 bis 75 %, eine Gesamtenergiedurchlässigkeit (g) von 30 bis 60 % und ein Verhältnis T/g > 1,10 hat, durch Beimischung IR-reflektierender Teilchen in das Basismaterial und anschließende Verarbeitung des Materials zu den gewünschten Produkten. Die IR-reflektierenden Teilchen sind dabei in Anteilen bis zu 40 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 5, bevorzugt 1.5 bis 4, besonders bevorzugt 2 bis 3 und insbesondere bevorzugt von 2,4 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Basismaterials, im Basismaterial selbst enthalten. Es handelt sich bei diesen Teilchen vorzugsweise um rotreflektierenden Teilchen mit einer 60 bis 120 nm dicken Schicht von Titandioxid auf einem blättchenförmigen Trägerpigment.The application therefore relates to a process for producing translucent, IR-reflecting bodies, comprising a stiff, amorphous base material made of polycarbonate, containing IR-reflecting particles, the translucent, IR-reflecting body according to the invention having a transmission in the visible range (T) of 45 to 75%, a total energy permeability (g) of 30 to 60% and a ratio T / g> 1.10, by admixing IR-reflecting particles in the base material and subsequent processing of the material to the desired products. The IR-reflecting particles are in proportions of up to 40% by weight, preferably from 1 to 5, preferably 1.5 to 4, particularly preferably 2 to 3 and particularly preferably 2.4% by weight, based on the weight of the Base material, contained in the base material itself. These particles are preferably red reflecting particles with a 60 to 120 nm thick layer of titanium dioxide on a platelet-shaped carrier pigment.

Durch eine kritische Abstimmung der Körperdicke, des Gehalts an IR-reflektierenden Teilchen und deren Größenverteilung wird ein erhöhter Anteil von durchgelassenem sichtbarem Licht im Verhältnis zur Gesamtenergiedurchlässigkeit erreicht. Dies drückt sich in den beanspruchten Werten von T, g und T/g aus. Wenn die Körperdicke oder der Pigmentgehalt erhöht wird, nimmt T ab. Wird die Körperdicke oder der Pigmentgehalt vermindert, nimmt g unerwünscht zu. Sind die Pigmentteilchen zu klein oder zu groß, nimmt T/g ab. Dafür sind neben Lichtbrechungs- und Lichtstreuungseffekten auch die Bruchempfindlichkeit großer Pigmentteilchen bei der Verarbeitung verantwortlich. Durch Bruch entstehen kleine Teilchen, was ein ungünstiges T/g-Verhältnis zur Folge hat.By a critical adjustment of body thickness, the content of IR-reflecting particles and their size distribution becomes an elevated Proportion of transmitted visible light in relation to the Total energy transmittance reached. This expresses differ in the claimed values of T, g and T / g. If the body thickness or the pigment content increases T decreases. Will the body thickness or the pigment content decreases, g undesirably increases. Are the pigment particles too small or too big, decreases T / g. Therefore are, in addition to light refraction and light scattering effects, sensitivity to breakage greater Pigment particles responsible for processing. Breakthrough small particles are formed, which is an unfavorable T / g ratio to Consequence.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen in der leichten Herstellbarkeit der Produkte. Während bei den bekannten IR-reflektierenden Platten mit hoher Lichtdurchlässigkeit die Herstellung des Grundkörpers durch ein spezielles Verfahren der radikalischen Polymerisation von Methylmethacrylat mit der Erzeugung der IR-reflektierenden Struktur bzw. der Aufbringung einer Schicht speziell ausgerichteter Teilchen in einer Beschichtungsmatrix unmittelbar verbunden war, geht die Erfindung von herkömmlichen Methoden zur Herstellung von lichtdurchlässigen Körpern aus, wobei einfach das verwendete Basismaterial mit einem IR-reflektierenden Additiv versehen wurde. Es ist jedoch keine wie auch immer geartete zusätzliche Maßnahme erforderlich um die Teilchen entsprechend auszurichten.The Advantages of the present invention lie in the ease of manufacture of the products. While in the known IR-reflecting plates with high light transmission the manufacture of the basic body through a special process of radical polymerization of methyl methacrylate with the generation of the IR-reflecting structure or the application of a layer of specially aligned particles in was directly connected to a coating matrix, the invention goes from conventional Methods of making translucent bodies from just that provide the base material used with an IR-reflecting additive has been. However, it is not an additional one whatsoever measure required to align the particles accordingly.

Gemäß der Erfindung können daher beliebig geformte, lichtdurchlässige Körper IR-reflektierend ausgerüstet werden und nicht nur die nach dem Polymerisationsverfahren in Flachkammern erhältlichen Platten aus "gegossenem" Polymethylmethacrylat. Damit werden rationell herstellbare Extrusionsprodukte, wie flachen Platten oder Stegplatten, einer IR-reflektierenden Ausrüstung leicht zugänglich.According to the invention can therefore arbitrarily shaped, translucent bodies can be equipped with IR reflecting and not just that plates obtainable by the polymerization process in flat chambers made of "cast" polymethyl methacrylate. In order to become rationally producible extrusion products, such as flat sheets or multi-skin sheets, easily accessible to IR reflective equipment.

Die hohe Lichtdurchlässigkeit macht die erfindungsgemäßen Körper beispielsweise als dauerhaftes Bedachungsmaterial insbesondere für Gewächshäuser geeignet. Es ist daher nicht erforderlich, die Beschichtung zwecks stärkeren Lichteinfalls zeitweilig zu entfernen.The high light transmission makes the bodies according to the invention, for example Suitable as permanent roofing material, especially for greenhouses. It is therefore not necessary to temporarily coat the coating for more light to remove.

Der Begriff "lichtdurchlässig" bezieht sich auf den sichtbaren Spektralbereich; zur Charakterisierung dient der Wellenlängenbereich von 380 bis 780 nm, insbesondere die Wellenlänge von 550 nm. Die Lichtdurchlässigkeit, die hier mit T bezeichnet ist, wird in der wissenschaftlichen Literatur überwiegend mit τD65 symbolisiert. Das Basismaterial und das Bindemittel sollen eine Lichtdurchlässigkeit T von wenigstens 50 %, vorzugsweise 60 bis 94 % haben. Es ist vorteilhaft, wenn sie weitgehend transparent sind. Als infraroter (IR)Spektralbereich gilt im Sinne der Erfindung der Bereich der Wärmestrahlung mit Wellenlängen von 700 bis 2000 nm. Die Güte der IR-reflektierenden Körper wird durch den Quotienten T/g bestimmt, der auch als Selektivitätskennzahl SKZ (nach DIN 67 507) bezeichnet wird; man versteht darunter den Quotienten aus der prozentualen Lichttransmission im sichtbaren Bereich und der prozentualen Gesamtenergiedurchlässigkeit für Strahlungsenergie. Die SKZ ist ein Maß für die IR-Reflexion und insofern auch für die Wirksamkeit von Sonnenschutzverglasungen: sie soll deshalb möglichst hoch sein. Für unbeschichtete PMMA-Scheiben beträgt SKZ = 1,0. Bei goldbedampften Mineralglasscheiben wird SKZ = 1,2 – 1,3 erreicht: ebenso bei Scheiben gemäß DE-A 25 44 245. An einseitig im Sinne der EP A 548 822 beschichteten Scheiben werden SKZ-Werte bis 1,40 erhalten.The term "translucent" refers to the visible spectral range; the wavelength range from 380 to 780 nm, in particular the wavelength of 550 nm, is used for characterization. The light transmittance, which is designated here by T, is mainly symbolized in the scientific literature by τD65. The base material and the binder should have a light transmittance T of at least 50%, preferably 60 to 94%. It is advantageous if they are largely transparent. For the purposes of the invention, the infrared (IR) spectral range is the range of thermal radiation with wavelengths from 700 to 2000 nm. The quality of the IR-reflecting bodies is determined by the quotient T / g, which is also the selectivity index SKZ (according to DIN 67 507) referred to as; it is understood as the quotient of the percent light transmission in the visible range and the percent total energy transmission for radiation energy. The SKZ is a measure of IR reflection and therefore also of the effectiveness of sun protection glazing: it should therefore be as high as possible. For uncoated PMMA panes, SKZ = 1.0. SKZ = 1.2 - 1.3 is achieved with gold-vaporized mineral glass panes: likewise with panes according to DE-A 25 44 245. On one side in the sense of EP A 548 822 coated panes have SKZ values of up to 1.40.

Es ist überraschend, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren vergleichbare bis überlegene Ergebnisse erzielt werden können, ohne das auf eine spezielle Ausrichtung der IR-reflektierenden Teilchen geachtet werden muss.It is surprising that by the inventive method comparable to superior Results can be achieved without the special orientation of the IR-reflecting particles must be respected.

Der lichtdurchlässige Körper enthält ein steifes, lichtdurchlässiges Basismaterial aus Kunststoff, beispielsweise in Gestalt einer ebenen Tafel, einer Stegplatte oder einer Lichtkuppel. Bevorzugt sind Steg- und Massivplatte, insbesondere Massivplatten. Geeignete Kunststoffe sind z. B. Polycarbonat-Kunststoffe. Die Polycarbonatkunststoffe sind vorwiegend aromatische Polycarbonate aus Bisphenolen, insbesondere aus Bisphenol A. Die Polycarbonate werden dabei nach allgemein bekannten Verfahren, wie dem Phasengrenzflächenverfahren oder dem Schmelzumesterungsverfahren hergestellt und können linear oder verzweigt sein.The translucent body contains a stiff, translucent Base material made of plastic, for example in the form of a flat Board, a multi-wall sheet or a dome light. Bridge are preferred and solid panel, in particular solid panels. Suitable plastics are z. B. polycarbonate plastics. The polycarbonate plastics are predominantly aromatic polycarbonates from bisphenols, in particular made from bisphenol A. The polycarbonates are generally known Methods such as the phase interface method or the melt transesterification process and can be linear or be branched.

So ist die Herstellung von aromatischen Polycarbonaten nach dem Schmelzumesterungsverfahren literaturbekannt und beispielsweise in der Encyclopedia of Polymer Science, Vol. 10 (1969), Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, H. Schnell, Vol. 9, John Wiley and Sons, Inc. (1964) sowie der DE-C 10 31 512 vorbeschrieben.So is the production of aromatic polycarbonates using the melt transesterification process known in the literature and for example in the Encyclopedia of Polymer Science, Vol. 10 (1969), Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, H. Schnell, Vol. 9, John Wiley and Sons, Inc. (1964) and described in DE-C 10 31 512.

Die Herstellung von aromatischen Polycarbonaten nach dem Phasengrenzflächenverfahren ist zum Beispiel in

• Schnell, „Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964, S. 33 70;
• D.C. Prevorsek, B.T. Debona und Y. Kesten, Corporate Research Center, Allied Chemical Corporation, Morristown, New Jersey 07960: „Synthesis of Poly (ester Carbonate) Copolymers" in Journal of Polymer Science, Polymer Chemistry Edition, Vol. 18, (1980)"; S. 75–90,
• D. Freitag, U. Grigo, P.R. Müller, N. Nouvertne', BAYER AG, „Polycarbonates" in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 11, Second Edition, 1988, S. 651–692 und schließlich
• Dres. U. Grigo, K. Kircher und P. R- Müller "Polycarbonate" in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag München, Wien 1992, S. 118–145,

sowie z.B. in EP-A 0 517 044 und vielen anderen Patentanmeldungen beschrieben.The production of aromatic polycarbonates by the phase interface process is, for example, in

• Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964, p. 33 70;
• DC Prevorsek, BT Debona and Y. Kesten, Corporate Research Center, Allied Chemical Cor poration, Morristown, New Jersey 07960: "Synthesis of Poly (ester Carbonate) Copolymers" in Journal of Polymer Science, Polymer Chemistry Edition, Vol. 18, (1980) "; Pp. 75-90,
• D. Freitag, U. Grigo, PR Müller, N. Nouvertne ', BAYER AG, "Polycarbonates" in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 11, Second Edition, 1988, pp. 651-692 and finally
• Dres. U. Grigo, K. Kircher and P. R-Müller "Polycarbonate" in Becker / Braun, plastic manual, volume 3/1, polycarbonates, polyacetals, polyester, cellulose esters, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna 1992, p 118-145.

as well as described for example in EP-A 0 517 044 and many other patent applications.

Geeignete Polycarbonate sind Homopolycarbonate, Copolycarbonate und thermoplastische Polyestercarbonate.suitable Polycarbonates are homopolycarbonates, copolycarbonates and thermoplastic polyester carbonates.

Sie haben bevorzugt mittlere Molekulargewichte M -_w von 18.000 bis 40.000, vorzugsweise von 26.000 bis 36.000 und insbesondere von 28.000 bis 35.000, ermittelt durch Gelpermeationschromatographie, geeicht an Polycarbonat.They preferably have average molecular weights M _w from 18,000 to 40,000, preferably from 26,000 to 36,000 and in particular from 28,000 to 35,000, determined by gel permeation chromatography, calibrated with polycarbonate.

Beispiele geeigneter Bisphenole sind die zu der Gruppe der Dihydroxydiphenyle gehörenden Bis(hydroxyphenyl)alkane, Indanbisphenole, Bis(hydroxyphenyl)ether, Bis(hydroxyphenyl)sulfone, Bis(hydroxyphenyl)ketone und 1,3- oder 1,4-Bis(hydroxyphenylpropyl)benzole.Examples suitable bisphenols are those belonging to the group of dihydroxydiphenyls belonging bis (hydroxyphenyl) alkanes, Indane bisphenols, bis (hydroxyphenyl) ether, bis (hydroxyphenyl) sulfones, bis (hydroxyphenyl) ketones and 1,3- or 1,4-bis (hydroxyphenylpropyl) benzenes.

Besonders bevorzugte Bisphenole, die zu den vorgenannten Verbindungsgruppen gehören, sind Bisphenol-A, Tetraalkylbisphenol-A, 1,3-Bis-[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]benzol (Bisphenol M), 1,4-Bis-[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]benzol, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan (Bisphenol-TMC) sowie gegebenenfalls deren Gemische.Especially preferred bisphenols belonging to the aforementioned connecting groups belong, are Bisphenol-A, Tetraalkylbisphenol-A, 1,3-bis- [2- (4-hydroxyphenyl) -2-propyl] benzene (bisphenol M), 1,4-bis- [2- (4-hydroxyphenyl) -2-propyl] benzene, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane (Bisphenol TMC) and, if appropriate, their mixtures.

Bevorzugt werden die erfindungsgemäß einzusetzenden Bisphenolverbindungen mit Kohlensäureverbindungen, insbesondere Phosgen im Phasengrenzflächenverfahren, oder beim Schmelzeumesterungsprozess mit Diphenylcarbonat bzw. Dimethylcarbonat, umgesetzt.Prefers are those to be used according to the invention Bisphenol compounds with carbonic acid compounds, in particular Phosgene in the phase interface process, or in the melt transesterification process with diphenyl carbonate or dimethyl carbonate, implemented.

Die Polycarbonate können durch den Einsatz geringer Mengen Verzweiger bewusst und kontrolliert verzweigt werden. Einige geeignete Verzweiger sind: Phloroglucin, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-hepten-2; 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-heptan; 1,3,5-Tri-(4-hydroxyphenyl)-benzol; 1,1,1-Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan; Tri-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan; 2,2-Bis-[4,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexyl]-propan; 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol; 2,6-Bis-(2-hydroxy-5'-methyl-benzyl)-4-methylphenol; 2-(4-Hydroxyphenyl)-2-(2,4-dihydroxyphenyl)-propan; Hexa-(4-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenyl)-orthoterephthalsäureester; Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan; Tetra-(4-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenoxy)-methan; 1,3,5-Tris-[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]benzol; 2,4-Dihydroxybenzoesäure; Trimesinsäure; Cyanurchlorid; 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol; 1,4-Bis-(4',4''-dihydroxytriphenyl)-methyl)-benzol und insbesondere; 1,1,1-Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan und Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol.The Polycarbonates can consciously and controlled through the use of small amounts of branching be branched. Some suitable branching agents are: phloroglucin, 4,6-dimethyl-2,4,6-tri- (4-hydroxyphenyl) heptene-2; 4,6-dimethyl-2,4,6-tri- (4-hydroxyphenyl) heptane; 1,3,5-tri- (4-hydroxyphenyl) benzene; 1,1,1-tri- (4-hydroxyphenyl) ethane; Tri- (4-hydroxyphenyl) -phenylmethane; 2,2-bis [4,4-bis (4-hydroxyphenyl) -cyclohexyl] -propane; 2,4-bis (4-hydroxyphenyl-isopropyl) -phenol; 2,6-bis- (2-hydroxy-5'-methyl-benzyl) -4-methyl phenol; 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (2,4-dihydroxyphenyl) propane; Hexa- (4- (4-hydroxyphenyl-isopropyl) -phenyl) -orthoterephthalsäureester; Tetra (4-hydroxyphenyl) methane; Tetra- (4- (4-hydroxyphenyl-isopropyl) -phenoxy) -methane; 1,3,5-tris [2- (4-hydroxyphenyl) -2-propyl] benzene; 2,4-dihydroxybenzoic acid; trimesic; cyanuric chloride; 3,3-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -2-oxo-2,3-dihydroindole; 1,4-bis (4 ', 4' '- dihydroxytriphenyl) -methyl) -benzene and particularly; 1,1,1-tri- (4-hydroxyphenyl) ethane and bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -2-oxo-2,3-dihydroindole.

Die gegebenenfalls mitzuverwendenden 0,05 bis 2 mol-%, bezogen auf eingesetzte Diphenole, an Verzweigern bzw. Mischungen der Verzweigern, können mit den Diphenolen zusammen eingesetzt werden aber auch in einem späteren Stadium der Synthese zugegeben werden.The optionally 0.05 to 2 mol%, based on the amount used Diphenols, on branching agents or mixtures of the branching agents, can be used the diphenols are used together in a later stage of the Synthesis can be added.

Als Kettenabbrecher werden bevorzugt Phenole wie Phenol, Alkylphenole wie Kresol und 4-tert.-Butylphenol, Chlorphenol, Bromphenol, Cumylphenol oder deren Mischungen in Mengen von 1–20 mol-% bevorzugt 2–10 mol-% je mol Bisphenol verwendet. Bevorzugt sind Phenol, 4-tert.-Butylphenol bzw. Cumylphenol.As Chain terminators are preferred phenols such as phenol, alkylphenols such as cresol and 4-tert-butylphenol, chlorophenol, bromophenol, cumylphenol or their mixtures in amounts of 1-20 mol%, preferably 2-10 mol% per mole of bisphenol used. Phenol, 4-tert-butylphenol are preferred or cumylphenol.

Kettenabbrecher und Verzweiger können getrennt oder aber auch zusammen mit dem Bisphenol den Synthesen zugesetzt werden.chain terminators and branching can separately or together with the bisphenol the syntheses be added.

Erfindungsgemäß bevorzugte Polycarbonate sind das Homopolycarbonat auf Basis von Bisphenol A, das Homopolycarbonat auf Basis von 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan und die Copolycarbonate auf Basis der beiden Monomere Bisphenol A und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan und die Copolycarbonate auf Basis der beiden Monomere Bisphenol A und 4,4'-Dihydroxydiphenyl (DOD).Preferred according to the invention Polycarbonates are homopolycarbonates based on bisphenol A, the homopolycarbonate based on 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane and the copolycarbonates based on the two monomers bisphenol A and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane and the Copolycarbonates based on the two monomers bisphenol A and 4,4'-dihydroxydiphenyl (DOD).

Das Homopolycarbonat auf Basis von Bisphenol A ist besonders bevorzugt.The Homopolycarbonate based on bisphenol A is particularly preferred.

Die Basisfornimassen können neben Polycarbonat weiterhin alle üblichen Additive wie Stabilisatoren, Antistatika und Entformer enthalten.The Basic molding materials can in addition to polycarbonate, all common additives such as stabilizers, Antistatic and demoulders included.

Durchlässigkeit für IR-Strahlung ist keine wesentliche Voraussetzung für das Basismaterial, denn auch bei einem IR-absorbierenden Material kann die Reflexion zur Vermeidung einer schädlichen Erhitzung infolge einer IR-Strahlung erwünscht sein. Die Dicke des Basismaterials ist für die Zwecke der Erfindung nicht maßgeblich. In der Regel sind die Wandungen 0,5 bis 50 mm, vorzugsweise 0,5 bis 10 mm dick.permeability for IR radiation is not an essential requirement for the base material, because also In the case of an IR-absorbing material, the reflection can be avoided a harmful one Heating due to IR radiation may be desirable. The thickness of the base material is for the purposes of the invention are not decisive. Usually are the walls 0.5 to 50 mm, preferably 0.5 to 10 mm thick.

Die IR-reflektierenden Teilchen sind bekannt, z.B. als sogenannte Perlglanzpigmente. Sie sind schicht- bzw. blättchenförmig aufgebaut. Für die Zwecke der Erfindung werden bspw. rotreflektierende Perlglanzpigmente, z.B. Iriodin R 219 (E. Merck, Darmstadt) verwendet. Sie bestehen vorzugsweise aus beschichteten blättchenförmigen Mineralstoffen, meist Glimmer, mit einer Dicke von 200 bis 2000 nm, vorzugsweise 300 bis 600 nm, einem Durchmesser von 5 bis 100, vorzugsweise 20 bis 60 Mikrometer und einem mittleren Durchmesser von 20 bis 70, vorzugsweise 20 bis 25 Mikrometer. Physikalisch beruht die Infrarotreflexion auf einer doppelten Reflexion des Lichtes an der Ober- und Unterseite der Teilchen. Je nach der Dicke des Teilchens und der Wellenlänge des eingestrahlten Lichtes können sich die an der Oberseite und der Unterseite des Teilchens reflektierten Strahlen durch Interferenz entweder verstärken oder auslöschen. Ein Verstärkung der reflektierten Strahlung tritt ein, wenn d = (2x – 1)L_r/4n ist, wobei d die Dicke des Teilchens, x = 1, L_r die Wellenlänge der reflektierten Strahlung und n der Brechungsindex des Teilchens bei dieser Wellenlänge ist. Dagegen tritt Auslöschung bzw. Abschwächung des reflektierten Lichtes ein, wenn d = (x – 1)L_t/2n ist, wobei hier x = 2 gilt und L_t die Wellenlänge des Lichts ist, das in diesem Falle nicht reflektiert, sondern durchgelassen wird. Aus einer Verbindung der beiden Gleichungen ergibt sich L_r =2 L_t.The IR-reflecting particles are known, for example as so-called pearlescent pigments. They are built up in layers or leaflets. For the purposes of the invention, for example, red-reflecting pearlescent pigments, for example Iriodin R 219 (E. Merck, Darmstadt), are used. They preferably consist of coated flaky mineral substances, usually mica, with a thickness of 200 to 2000 nm, preferably 300 to 600 nm, a diameter of 5 to 100, preferably 20 to 60 micrometers and an average diameter of 20 to 70, preferably 20 to 25 microns. Physically, the infrared reflection is based on a double reflection of the light on the top and bottom of the particles. Depending on the thickness of the particle and the wavelength of the incident light, the rays reflected on the top and the bottom of the particle can either intensify or cancel out by interference. An amplification of the reflected radiation occurs when d = (2x - 1) L _r / 4n, where d is the thickness of the particle, x = 1, L _{r is} the wavelength of the reflected radiation and n is the refractive index of the particle at this wavelength , In contrast, extinction or attenuation of the reflected light occurs when d = (x - 1) L _t / 2n, where x = 2 applies here and L _{t is} the wavelength of the light, which in this case is not reflected but is transmitted , A combination of the two equations results in L _r = 2 L _t .

Daraus folgt, dass bei einer bestimmten Schichtdicke d Licht der Wellelänge L_r am stärksten reflektiert wird und Licht der halb so großen Wellenlänge L_t am stärksten durchgelassen wird. Die Dicke der Teilchen ist erfindungsgemäß so gewählt, dass das durch das Teilchen hindurchtretende Licht in den sichtbaren Bereich und das von dem Teilchen am stärksten reflektierte Licht in den Infrarotbereich fällt. Da auch rotes sichtbares Licht zum Teil reflektiert wird, sind die erfindungsgemäß geeigneten Teilchen rotreflektierend. Obwohl verschiedene Pigmente bekannt sind, die das angegebene Verhältnis von Dicke und Brechungsindex erfüllen, wie Titandioxid, insbesondere vom Anatas-Typ, basisches Bleicarbonat oder Wismutoxychlorid, erfüllt nur Titandioxid, das auf einem blättchenförmigen Trägerpigment abgeschieden ist, die vielfältigen Forderungen an das im Sinne der Erfindung einzu setzende Perglanzpigment. Besonders vorteilhaft ist Titandioxid, das auf Glimmerteilchen oder ähnlichen blättchenförmigen Mineralstoffen in definierter Schichtdicke niedergeschlagen wurde. Als Schichtdicke d gilt dann nur die TiO₂-Schicht, nicht die Unterlage aus Glimmer. Dieses Pigment ergibt lichtstreuende Beschichtungen, die für alle Arten von Dachverglasungen und Oberlichtern besonders gut geeignet sind. Die Wirkung der IR-reflektierenden Teilchen hängt gemäß vorliegender Erfindung überraschenderweise nicht von ihrer Ausrichtung parallel zur Scheibenoberfläche ab. Ebenso überraschend ist es, dass diese Pigmente nicht durch Umsetzung mit Silanen inertisiert werden müssen, sondern in einem Pigmentgehalt von bis zu 5 Gew.-% eingesetzt werden können, ohne das Polycarbonat zu schädigen. Vorzugsweise wird die Menge so gewählt, dass eine Transmission von 45 bis 75 % bei einer Wellenlänge von 380 bis 780 nm, bzw. bei 550 nm und eine Gesamtenergiedurchlässigkeit von 30 bis 60 % erreicht werden. Vorzugsweise beträgt die IR-Reflexion bei einer Wellenlänge von 1000 nm wenigstens 40 %.It follows that at a certain layer thickness d, light of the wavelength L _{r is} most strongly reflected and light of half the wavelength L _{t is} most strongly transmitted. The thickness of the particles is selected according to the invention so that the light passing through the particle falls in the visible range and the light most reflected by the particle falls in the infrared range. Since red visible light is also partially reflected, the particles which are suitable according to the invention are red-reflecting. Although various pigments are known which meet the stated ratio of thickness and refractive index, such as titanium dioxide, in particular of the anatase type, basic lead carbonate or bismuth oxychloride, only titanium dioxide which is deposited on a flake-shaped carrier pigment fulfills the diverse requirements for this in the sense of Pearlescent pigment to be used according to the invention. Titanium dioxide, which has been deposited on mica particles or similar flake-like mineral substances in a defined layer thickness, is particularly advantageous. The layer thickness d is then only the TiO ₂ layer, not the mica underlay. This pigment produces light-scattering coatings that are particularly well suited for all types of roof glazing and skylights. According to the present invention, the effect of the IR-reflecting particles surprisingly does not depend on their alignment parallel to the surface of the pane. It is equally surprising that these pigments do not have to be rendered inert by reaction with silanes, but can be used in a pigment content of up to 5% by weight without damaging the polycarbonate. The amount is preferably selected so that a transmission of 45 to 75% at a wavelength of 380 to 780 nm or 550 nm and a total energy transmission of 30 to 60% are achieved. The IR reflection at a wavelength of 1000 nm is preferably at least 40%.

Die erfindungsgemäß hergestellten Körper können selbstverständlich mit den üblichen Verfahren und Medien beschichtet, coextrudiert oder lackiert werden um weitere Funktionalitäten wie bspw. UV-Schutz zu erhalten.The produced according to the invention Bodies can of course use the usual Processes and media can be coated, coextruded or painted for further functionalities such as obtaining UV protection.

Die Wirksamkeit der IR-reflektierenden Teilchen wird durch den Zusatz eines Organosilans gesteigert. Es wird angenommen, dass das Organosilan eine Dispergierwirkung entfaltet und dadurch der Agglomerierungsneigung der IR-reflektierenden Teilchen entgegenwirkt. Zudem bewirkt das Silan eine Desaktivierung der Aktiven Oxidfunktionen des TiO2, womit eine ansonsten mögliche Schädigung bestimmter Basismaterialien, bspw. Polycarbonat vermieden wird. Eine Behandlung des Pigmentes mit Organosilanen ist im erfindungsgemäßen Fall bei einer Verwendung der Pigments in Polycarbonat in Konzentrationen bis 5 Gew.-% überraschenderweise nicht notwendig.The Effectiveness of the IR-reflecting particles is due to the addition of an organosilane increased. It is believed that the organosilane develops a dispersing effect and thereby the tendency to agglomerate counteracts the IR-reflecting particles. It also does Silane a deactivation of the active oxide functions of the TiO2, with which an otherwise possible damage certain base materials, for example polycarbonate, is avoided. Treatment of the pigment with organosilanes is the case according to the invention when using the pigments in polycarbonate in concentrations surprisingly not up to 5% by weight necessary.

Die Organosilane lassen sich durch die allgemeine Formel R,-Si-(OR'), beschreiben, in der R und R' organische Reste darstellen und n + m = 4 ist. Vorzugsweise enthalten R und R' jeweils 1 bis 8 Kohlenstoffatome. Bevorzugt sind Alkylreste, Alkenylreste, Araikylreste, Halogenalkylreste, Alkoxyalkylreste, Aminoalkylreste und Acylreste sowie organische Reste mit Oxirangruppen. Für die dispergierende Wirkung des Organosilans ist dessen Affinität sowohl zu den IR-reflektierenden Teilchen als auch zu dem dem Bindemittel von Bedeutung. Das Organosilan liegt vorzugsweise in dem Überzugslack gelöst vor. Zu den verwendbaren Organosilanen gehören: Methyltrimethoxy-silan, Methyltriethoxy-silan, Ethyl-trimethoxy-silan, Vinyl-triethoxysrlan Vinyl-triacetoxy-silan Vinyltri(methoxy-ethoxy)-silan, Chlorpropyl-trimethoxy-silan Phenyl-triethoxy-silan, Dimethyl-dimethoxy-silan, Methacryloxypropyl-trimethoxy-silan, Methacryloxypropyl-methyl-dimethoxy-silan Glycidoxypropyl-trimethoxy-silan, Glycidoxyethyl-methyl-dimethoxy-silan (3,4-Epoxy-cyclohexyl-ethyl)-trimethoxy-silan.The Organosilanes can be described by the general formula R, -Si- (OR '), in the R and R 'organic Represent residues and n + m = 4. R and preferably contain R 'each 1 to 8 carbon atoms. Alkyl residues, alkenyl residues, araikyl residues, Haloalkyl radicals, alkoxyalkyl radicals, aminoalkyl radicals and acyl radicals as well as organic residues with oxirane groups. For the dispersing effect of the organosilane is its affinity for both the IR reflective Particles as well as the binder. The organosilane lies preferably in the top coat solved in front. Organosilanes that can be used include: methyltrimethoxysilane, Methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysrlan Vinyl triacetoxy silane vinyl tri (methoxy ethoxy) silane, chloropropyl trimethoxy silane Phenyl-triethoxy-silane, dimethyl-dimethoxy-silane, methacryloxypropyl-trimethoxy-silane, Methacryloxypropyl-methyl-dimethoxy-silane glycidoxypropyl-trimethoxy-silane, Glycidoxyethyl methyl dimethoxy silane (3,4-epoxy cyclohexyl ethyl) trimethoxy silane.

Das Organosilan wird vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 25 Gew.-%, insbesondere 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der IR-reflektierenden Teilchen, eingesetzt.The Organosilane is preferably used in an amount of 1 to 25% by weight, in particular 1 to 10 wt .-%, based on the weight of the IR-reflecting Particles.

Claims

Process for the production of IR-reflecting bodies containing polycarbonate, characterized in that IR-reflecting particles are added to the base material, and the processing does not require a step to orient the particles.

IR reflective body made of polycarbonate characterized that they have IR-reflecting particles in a disordered manner Way included.

IR-reflecting body according to claim 2, characterized in that it is multi-wall sheets.

IR-reflecting body according to claim 2, characterized in that it is solid panels.

Thermoplastic molding composition containing polycarbonate and up to 5% by weight based on TiO ₂ , IR-reflecting particles in a disorderly manner, characterized in that the particles were not deactivated by reaction with silanes.